皆さんこんにちは！
株式会社巧工業の中西です。

さて今回は

～設計～

ということで、プラント工事における設計について、以下の5つの観点から深く掘り下げて解説します。

安全・効率・将来性を支える「産業の骨格」づくり

プラント建設とは、単なる設備導入や配管敷設の集合体ではなく、プロセス、構造、設備、電気、計装、法規、安全、環境対策までを統合した「産業のインフラ構築」です。

中でも「設計」は、工事全体の方向性・完成度・操業後の生産性を左右する最重要フェーズ。誤った設計は、施工トラブル・運用ミス・事故・法令違反の原因となります。

1. プラント設計の基本構造：5つの設計領域

プラント設計は大きく分けて以下の5領域に分類され、それぞれが密接に連携します

項目	内容
プロセス設計	化学・食品などの生産フロー（流体・反応・熱処理等）
配管設計（Piping）	流体の経路設計（圧力、口径、材質、勾配）
構造設計（Civil）	建屋・基礎・鉄骨・耐震設計
電気・計装設計（E&I）	電源系統、制御盤、センサー、PLC、DCS等
ユーティリティ設計	水・エア・蒸気・窒素・排気などの補助系統

設計はこれらをシステムとして統合的に構築するものであり、「部分最適」ではなく「全体最適」が求められます。

2. プロセス・配管設計：安全・効率を決める“心臓部”

プロセスフローの設計（PFD / P&ID）

PFD（Process Flow Diagram）：プロセス全体の物質・エネルギーの流れ
P&ID（Piping & Instrumentation Diagram）：バルブ、配管、制御装置など詳細情報

要点

圧力・温度・流量の設計条件
バッチ or 連続運転の違い
安全弁、ブローオフ、逆止弁などの配置検討
薬品・ガスの性質に応じた配管材質とシール方式の選定

配管レイアウトの設計

動線・作業性・メンテナンス性を考慮した三次元ルート設計
支持金具・伸縮対策（熱膨張）・振動対策の導入
ドレンライン、ベントライン、空気抜き・洗浄配管の確保

大型プラントでは、3D CAD（Plant 3D, PDMSなど）によるモデル化と干渉チェック（クラクラッシュチェック）が必須です。

3. 土建・構造設計：安全性とメンテナンス性を支える“骨格”

基礎・建屋設計のポイント

地耐力に応じた基礎形式（独立基礎、杭基礎、マット基礎）
機械の動荷重・振動・温度変化に耐える設計
耐震性能（構造計算＋免震・制震装置）

点検通路・作業足場の設計

設備間の人間工学的距離（800mm以上）
高所での点検用ステージ・階段・手すり
メンテナンス機器の搬入経路・吊り上げ荷重の想定

4. 電気・計装設計：制御と見える化の中枢

電気設計の要点

電源容量（高圧/低圧）、ブレーカ選定、保護協調設計
照明・避雷・非常電源（UPS/発電機）の確保
防爆エリアでは電気機器の規格適合（Exd、Exeなど）

計装（I&C）設計のポイント

センサー（圧力・温度・流量・pH等）の配置と仕様
制御方式（PLC, DCS, SCADA）と通信プロトコルの整合
アラーム・インターロックの設計によるフェイルセーフ性

現代のプラントでは、デジタルツインや遠隔監視（IoT）との連携設計も重要です。

5. 法令・環境・安全設計：規制順守と持続可能性

主な関連法令と設計対応

法令	対応内容
建築基準法	構造・用途・建築確認
消防法	危険物・防火区画・避難経路
労働安全衛生法	設備の高さ・作業動線・足場設計
高圧ガス保安法	ガス設備・貯蔵・配管材質
水質汚濁防止法・大気汚染防止法	排水・排ガスの処理系設計

環境負荷低減と省エネ設計

熱回収（ヒートエクスチェンジャー）
高効率モーター・インバーターの導入
廃液・排気の再利用（ゼロエミッション設計）

プラント設計は「産業のインフラ×安全の設計学」

プラント設計は、単なる図面や構造設計ではなく、
「生産性 × 安全性 × 法令順守 × 維持性 × 環境性」を統合した、システム工学と実務知見の結晶です。

設計段階の精度が、そのまま工事のトラブル率、操業時の稼働率、設備の寿命、そして法的信頼性に直結します。

設計で押さえるべき5つのキーワード

キーワード	内容
全体最適	各設計領域を統合的に最適化する力
メンテナンス性	点検・交換・保守がしやすい設計
安全・法令順守	危険予知とリスク評価に基づく設計
環境配慮	排出・省エネ・再利用への対応
柔軟性	将来の増設・改修への拡張性の確保

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株式会社巧工業の中西です。

さて今回は

～確認事項～

ということで、プラント工事における事前確認事項を「5つの観点」で深く掘り下げ、現場・設計・管理者すべての立場に役立つ実務ガイドとしてまとめました。

プラント工事、それは単なる建設作業ではなく、多くの技術分野が絡み合う超複合的プロジェクトです。化学、製薬、エネルギー、食品、鉄鋼など、各業種に応じて異なる要件があり、事前準備が成否を大きく左右します。

誤った設計や確認漏れは、工程の遅延、コスト増、安全事故、品質不良といった重大なリスクに直結します。

1. 設計・図面関連の事前確認

設計図面・仕様書の整合性チェック

配置図、P&ID、配管レイアウト図、電気計装図、土建図の相互整合性
他工事区分との設計干渉（クラッシュ）がないか
使用機器の型番、サイズ、仕様、容量が発注機器と一致しているか

ポイント
設計変更が繰り返されている場合は、改訂番号や履歴管理（REV管理）も忘れずに。

2. 現地環境・施工条件の事前確認

現地調査と施工環境の把握

搬入経路、クレーン可動域、足場の設置可能範囲
電源・水・エアの仮設供給体制
作業スペースの確保（高所・狭所・防爆エリア等）

地盤・基礎条件

地耐力、アンカー設置位置の確認
埋設物や既存配管との干渉チェック

工事初日に「搬入ができない」「既設配管と干渉」などが判明すると大きな損失となるため、事前の現地立会と寸法確認は必須です。

3. 工程・施工体制の事前確認

工程表（ガントチャート）の精査

クリティカルパス（CP）の把握と工期遅延リスクの洗い出し
機器納期・資材搬入・作業工程の連携確認
多業種（電気・配管・土建・塗装など）との工程調整

作業員の手配とスキルマッチ

特別教育・技能講習修了者の配置（酸欠、玉掛け、高所作業、溶接等）
外国人作業員の通訳体制や安全教育の整備
作業班ごとの日報・指示系統の確立

ポイント
リスクアセスメントやKY活動が形骸化しないよう、事前に手順書を共有し、実地訓練（プレ工事）を実施するのが効果的です。

4. 品質・資材・設備の確認

使用材料・機器の確認

材料ミルシート、検査成績書、仕様書のチェック
配管材料、フランジ、ガスケット、バルブ類の納期・型番
防爆仕様やクリーン対応が必要な機器の適合性

試験・検査の準備

圧力試験、水張試験、リークテストの試験手順・準備物
管内フラッシングやプレクリーニングの方法
引渡し検査時の検査項目・帳票・立ち会い者の確認

検査に関わるトラブル（記録不備・未実施項目など）は最終検収での手戻りリスクが高いため、設計段階からチェックリスト化しておくことが有効です。

5. 安全・法令・申請関連の確認

法的な申請・届出

労働安全衛生法（高所・クレーン・有機溶剤）
消防法（可燃物・防爆対応）
建築基準法（増築・構造補強）
高圧ガス保安法、電気事業法等

安全対策の事前検討

足場計画、防火対策、火気使用届、避難経路の確保
作業員の安全帯・ヘルメット・PPEの規格適合
危険区域の立入禁止処置、パトロール体制

ポイント
行政申請や消防検査は数週間〜数か月かかるケースもあるため、事前スケジュールに余裕を持つことが不可欠です。

プラント工事の成功は“事前の確認と調整”にあり

プラント工事は、多くの工程・資材・人が関わる「時間と空間の複雑なパズル」です。そのすべてを確実に動かすためには、工事開始前の準備・確認が最大の成功要因となります。

事前確認チェックリスト

分類	チェック項目
設計	図面整合性、仕様書の一致、設計変更履歴
現地	測量、搬入経路、施工スペース、地中配管
工程	工期、作業重複、職種連携
資材	納期、型番、仕様、検査項目
安全	法令対応、届出書類、安全教育